Czy lepiej jest rozkładać ciężar na koła lub środek robota?

Czy przy projektowaniu standardowego robota z 4 lub 6 kołami lepiej jest rozkładać ciężar głównie na środek robota lub na koła, czy też nie ma różnicy?

W szczególności, który rozkład ciężaru zmniejszy prawdopodobieństwo przewrócenia się robota?

Zakładając, że jest to sztywny robot, jedyne interesujące właściwości wagowe to:

• całkowita masa
• środek masy

Pod względem przewrócenia się robot jest bardziej stabilny, jeśli maksymalny kąt wymagany przed przewróceniem jest maksymalny. Osiąga się to poprzez niski środek masy i środek masy możliwie jak najdalej od krawędzi wielokąta nośnego .

Intuicyjnie widać, że jeśli środek masy znajduje się w pobliżu środka robota, jest bardziej stabilny. Bardziej formalnie, jeśli weźmiesz pod uwagę każde koło jako wierzchołek wielokąta (z widoku z góry), zobaczysz wielokąt podpierający. Możesz wyznaczyć środek jako punkt najbardziej oddalony od krawędzi.

Innym sposobem na zwiększenie stabilności jest zwiększenie wielkości wielokąta nośnego - to znaczy, umieszczenie kół dalej na zewnątrz, aby utworzyć szeroką podstawę. Dodanie większej liczby kół może również zwiększyć rozmiar wielokąta podporowego, chociaż wpływa to głównie na trzykołowe roboty, które mają dość mały wielokąt podporowy w stosunku do odległości między kołami.

Kąt wymagany do przechylenia robota może zależeć od kierunku przechyłu. Jeśli ruch odbywa się wzdłuż tego kierunku, wówczas bardziej prawdopodobne są zakłócenia w tym kierunku. Dlatego samochody są bardziej stabilne do przodu / do tyłu, w porównaniu do boków (oś przechyłu), z przednimi kołami dalej od tylnych kół w porównaniu do odległości między lewym i prawym kołem.

Ważna jest także całkowita masa robota. Jeśli robot jest cięższy, potrzebna jest większa przeszkadzająca siła, aby przechylić robota pod wymaganym kątem, zanim będzie mógł się przewrócić. Powiedziawszy to, jest mało prawdopodobne, aby po prostu zwiększyć masę robota, więc:

• spróbuj umieścić cięższe elementy niżej (baterie mogą być dość ciężkie)
• zwiększ rozmiar wielokąta podporowego (koła dalej lub 4 koła zamiast 3).

Wystarczy dodać trochę do doskonałej odpowiedzi ronalchn :

Zmiana rozkładu ciężaru w robocie w sposób, który nie zmienia położenia środka masy, wpłynie na Moment bezwładności , co z kolei wpłynie na zdolność robota do przyspieszenia jego prędkości obrotowej.

W przypadku większości robotów, które poruszają się wzdłuż, raczej nie będzie to stanowić problemu. Mogę sobie jednak wyobrazić, że dla wyjątkowo dynamicznego robota, który bardzo szybko jedzie i wykonuje ciasne zakręty, możliwość szybkiego obracania ciała może być zaletą, aw niektórych ekstremalnych przypadkach może nawet uchronić się przed przechyleniem.

Dlatego skoncentrowanie masy w pobliżu centrum byłoby najlepsze dla tego typu robota.